DE102016203838A1 - Verfahren zur Erzeugung eines Magnetresonanzbilddatensatzes, Magnetresonanzeinrichtung, Computerprogramm und Datenträger - Google Patents

Verfahren zur Erzeugung eines Magnetresonanzbilddatensatzes, Magnetresonanzeinrichtung, Computerprogramm und Datenträger Download PDF

Info

Publication number
DE102016203838A1
DE102016203838A1 DE102016203838.9A DE102016203838A DE102016203838A1 DE 102016203838 A1 DE102016203838 A1 DE 102016203838A1 DE 102016203838 A DE102016203838 A DE 102016203838A DE 102016203838 A1 DE102016203838 A1 DE 102016203838A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
magnetic resonance
data set
data
calibration data
recording
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102016203838.9A
Other languages
English (en)
Inventor
Mathias Blasche
Mario Zeller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Healthineers Ag De
Original Assignee
Siemens Healthcare GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Healthcare GmbH filed Critical Siemens Healthcare GmbH
Priority to DE102016203838.9A priority Critical patent/DE102016203838A1/de
Priority to US15/454,186 priority patent/US10324150B2/en
Publication of DE102016203838A1 publication Critical patent/DE102016203838A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48—NMR imaging systems
    • G01R33/483—NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy
    • G01R33/4833—NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy using spatially selective excitation of the volume of interest, e.g. selecting non-orthogonal or inclined slices
    • G01R33/4835—NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy using spatially selective excitation of the volume of interest, e.g. selecting non-orthogonal or inclined slices of multiple slices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48—NMR imaging systems
    • G01R33/54—Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/561—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution by reduction of the scanning time, i.e. fast acquiring systems, e.g. using echo-planar pulse sequences
    • G01R33/5611—Parallel magnetic resonance imaging, e.g. sensitivity encoding [SENSE], simultaneous acquisition of spatial harmonics [SMASH], unaliasing by Fourier encoding of the overlaps using the temporal dimension [UNFOLD], k-t-broad-use linear acquisition speed-up technique [k-t-BLAST], k-t-SENSE
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48—NMR imaging systems
    • G01R33/54—Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/563—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution of moving material, e.g. flow contrast angiography
    • G01R33/56341—Diffusion imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48—NMR imaging systems
    • G01R33/58—Calibration of imaging systems, e.g. using test probes, Phantoms; Calibration objects or fiducial markers such as active or passive RF coils surrounding an MR active material
    • G01R33/583—Calibration of signal excitation or detection systems, e.g. for optimal RF excitation power or frequency
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48—NMR imaging systems
    • G01R33/54—Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/561—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution by reduction of the scanning time, i.e. fast acquiring systems, e.g. using echo-planar pulse sequences
    • G01R33/5615—Echo train techniques involving acquiring plural, differently encoded, echo signals after one RF excitation, e.g. using gradient refocusing in echo planar imaging [EPI], RF refocusing in rapid acquisition with relaxation enhancement [RARE] or using both RF and gradient refocusing in gradient and spin echo imaging [GRASE]

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

Verfahren zur Erzeugung eines Magnetresonanzbilddatensatzes eines aufzunehmenden Zielgebiets mit einer Magnetresonanzeinrichtung (1), wobei Magnetresonanzdaten für eine erste Anzahl an Schichten aufgenommen werden und die Aufnahme von Magnetresonanzdaten für eine zweite Anzahl, die kleiner als die erste oder gleich der ersten Anzahl ist, an unterschiedlichen Schichten gleichzeitig erfolgt, wobei ein Trennungsalgorithmus der parallelen Bildgebung zur Ermittlung von einzelnen Schichten zugeordneten Magnetresonanzdaten aus einem bei der gleichzeitigen Aufnahme mehrerer Schichten entstandenen Mehrschichtdatensatz verwendet wird, welcher Trennungsalgorithmus aus einem in einem Referenzscan aufgenommenen Kalibrierungsdatensatz des Zielgebiets ermittelte Eingangsparameter verwendet, wonach die Rekonstruktion des Magnetresonanzbilddatensatzes aus den einzelnen Schichten zugeordneten Magnetresonanzdaten erfolgt, wobei zur Rekonstruktion des Magnetresonanzbilddatensatzes zusätzlich wenigstens ein Teil des Kalibrierungsdatensatzes verwendet wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Magnetresonanzbilddatensatzes eines aufzunehmenden Zielgebiets mit einer Magnetresonanzeinrichtung, wobei Magnetresonanzdaten für eine erste Anzahl an Schichten aufgenommen werden und die Aufnahme von Magnetresonanzdaten für eine zweite Anzahl, die kleiner als die erste oder gleich der ersten Anzahl ist, an unterschiedlichen Schichten gleichzeitig erfolgt, wobei ein Trennungsalgorithmus der parallelen Bildgebung zur Ermittlung von einzelnen Schichten zugeordneten Magnetresonanzdaten aus einem bei der gleichzeitigen Aufnahme mehrerer Schichten entstandenen Mehrschichtdatensatz verwendet wird, welcher Trennungsalgorithmus aus einem in einem Referenzscan aufgenommenen Kalibrierungsdatensatz des Zielgebietes ermittelte Eingangsparameter verwendet, wonach die Rekonstruktion des Magnetresonanzbilddatensatz aus den einzelnen Schichten zugeordneten Magnetresonanzdaten erfolgt. Daneben betrifft die Erfindung eine Magnetresonanzeinrichtung, ein Computerprogramm und einen elektronisch lesbaren Datenträger.
  • Eine Problematik, die bei der inzwischen wohlbekannten Magnetresonanzbildgebung auftritt, ist insbesondere im medizinischen Bereich, wenn also Zielgebiete eines Patienten untersucht werden sollen, die Dauer der Messung der Magnetresonanzdaten. Um hier für eine Beschleunigung zu sorgen, wurde vorgeschlagen, unter Nutzung von Empfangsspulen mit mehreren Empfangskanälen die sogenannte parallele Bildgebung zu betreiben. Beispielsweise ist es im Rahmen der parallelen Bildgebung möglich, mehrere Schichten eines Schichtstapels anzuregen und Mehrschichtdaten aller dieser Schichten gleichzeitig aufzunehmen, so dass ein Mehrschichtdatensatz im k-Raum entsteht, der aus den gleichzeitig aufgenommenen Schichten einander überlagert besteht. Zur Trennung dieser Schichten, mithin zur Extraktion von auf einzelne aufgenommene Schichten bezogenen Magnetresonanzdaten aus dem Mehrschichtdatensatz, können Trennungsalgorithmen der parallelen Bildgebung eingesetzt werden, beispielsweise der sogenannte Schicht-GRAPPA-Algorithmus. Diese Vorgehensweise kann auch mit anderen parallelen Bildgebungstechniken, beispielsweise das übliche GRAPPA oder SENSE kombiniert werden. Beispielhaft für die gleichzeitige Mehrschichtbildgebung („Simultaneous Multi-Slice Imaging“, SMS-Bildgebung) sei auf den Artikel von Kawin Setsompop et. al. „Blipped-Controlled Aliasing in Parallel Imaging for Simultaneous Multislice Echo Planar Imaging with Reduced g-Factor Penalty", Magnetic Resonance in Medicine 67: 1210–1224 (2012), verwiesen, der die entsprechende Technik ausführlich darlegt. Die Anwendung der SMS-Bildgebung auf Diffusionsaufnahmen ergibt sich aus dem Artikel von K. Setsompop et. al., „Improving diffusion MRI using simultaneous multi-slice echo planar imaging", NeuroImage 63: 569–580 (2012). Beide Artikel erläutern auch genau den Schicht-GRAPPA-Algorithmus.
  • Beim Schicht-GRAPPA-Algorithmus als Trennungsalgorithmus wird ein GRAPPA-artiger Entfaltungskern für die Schichten verwendet, der aus einem Kalibrierungsdatensatz in einem Referenzscan abgeleitet wird, so dass bei Anwendung auf die überlagerten Mehrschichtdaten die k-Raumpunkte jeder einzelnen Bildgebungsschicht ermittelt werden können. Soll eine dreifache Beschleunigung hinsichtlich der Schichten erfolgen, mithin jeweils eine zweite Anzahl von drei Schichten gleichzeitig in einem Mehrschichtscan aufgenommen werden, werden drei getrennte Sätze von GRAPPA-Kernen ermittelt und angewandt. Dabei sei nochmals darauf hingewiesen, dass die SMS-Bildgebung, also Beschleunigung durch parallele Aufnahme mehrerer Schichten, selbstverständlich auch durch weitere Beschleunigungsmaßnahmen ergänzt werden kann, insbesondere In-Plane-Beschleunigungsmaßnahmen, so dass nach dem Schicht-GRAPPA-Algorithmus auch konventionelles GRAPPA angewendet werden kann, um fehlende k-Raumlinien für die in-plane unterabgetasteten Schichten zu ermitteln.
  • Bei der erwähnten Diffusionsbildgebung sowie in einer Vielzahl weiterer Bildgebungssituationen werden Magnetresonanzdaten häufiger als einmal aufgenommen, um nachher gemittelt zu werden. Im Beispiel der Diffusionsbildgebung werden beispielsweise verschiedene b-Wert-Scans durchgeführt, wobei Magnetresonanzdaten üblicherweise mehrfach aufgenommen werden, um das Bildrauschen zu reduzieren und die Robustheit der ADC-Kartenberechnung zu erhöhen. In diesem Kontext kann es in Einzelfällen vorkommen, dass b = 0 – Magnetresonanzbilddatensätze, deren Magnetresonanzdaten unter Nutzung der SMS-Bildgebung mit Spulen mit geringer Kanalzahl aufgenommen wurde, Schicht-Crosstalk-Artefakte aufweisen, die beispielsweise als Fettring-Geister aufgrund nicht hinreichender Schichttrennung auftreten können.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur in der Bildqualität verbesserten, Artefakte vermindernden Ermittlung von Magnetresonanzbilddatensätzen in der SMS-Bildgebung anzugeben.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass zur Rekonstruktion des Magnetresonanzbilddatensatzes zusätzlich wenigstens ein Teil des Kalibrierungsdatensatzes verwendet wird.
  • Erfindungsgemäß wird mithin vorgeschlagen, die Kalibrierungsdaten des Referenzscans in den finalen Magnetresonanzbilddatensatz eingehen zu lassen. Dabei wird ausgenutzt, dass in vielen Anwendungsfällen die Aufnahmeparameter für den Referenzscan im Wesentlichen denen des Bildgebungsscans entsprechen, insbesondere bezüglich der räumlichen Auflösung und der Echozeit, so dass es auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt ist, wenn zur Aufnahme des Kalibrierungsdatensatzes wenigstens teilweise, insbesondere wenigstens hinsichtlich der Schichtdefinition und/oder der Ortsauflösung und/oder des Kontrasts und/oder der Echozeit, dieselben Aufnahmeparameter verwendet werden wie zur Aufnahme der Magnetresonanzdaten. Mithin können die Kalibrierungsdaten des Referenzscans genauso behandelt werden wie die schichtbeschleunigten Magnetresonanzdaten, nachdem diese durch den Trennungsalgorithmus auf die verschiedenen Schichten aufgeteilt wurden. Mithin können beispielsweise die Kalibrierungsdaten den Magnetresonanzdaten nach der Anwendung des Trennungsalgorithmus hinzugefügt werden, um sie gemeinsam zur Rekonstruktion des Magnetresonanzbilddatensatzes zu nutzen.
  • Auf diese Art und Weise kann zum einen durch die Nutzung zusätzlicher Daten, zum anderen aber aufgrund der Tatsache, dass hier keine Schichtbeschleunigung vorliegt, eine Erhöhung der Bildqualität, insbesondere durch Erhöhung des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses, erreicht werden. Zudem können Schicht-Crosstalk-Artefakte, wie sich gezeigt hat, weiter deutlich reduziert werden.
  • Dabei sind im Rahmen der Rekonstruktion verschiedene Arten der Berücksichtigung der Kalibrierungsdaten möglich, beispielsweise im Fall einer statistischen Ermittlung des Magnetresonanzbilddatensatzes, beispielsweise durch Mittelung, als gleichberechtigter weiterer, zu mittelnder Basisdatensatz; andere Rekonstruktionsverfahren können ein gewichtetes Eingehen wenigstens eines Teils der Kalibrierungsdaten vorsehen und/oder die Kalibrierungsdaten zur Plausibilisierung von Strukturen nutzen. Dabei bietet sich die Anwendung insbesondere auf solche Aufnahmevorgänge an, bei denen die Schichten des Zielgebiets des Patienten mehrfach aufgenommen werden, da in diesem Kontext der Referenzscan häufig gerade nicht mit geringerer Auflösung bzw. geringerer Echozeit durchgeführt wird, so dass die Kalibrierungsdaten letztlich den Magnetresonanzdaten vergleichbar sind. In einem derartigen Kontext ergibt sich ferner die Möglichkeit zur Reduzierung der Aufnahmezeit, da beispielsweise durch Nutzung des Kalibrierungsdatensatzes ein Durchlauf zur Aufnahme von Magnetresonanzdaten der Schichten entfallen kann.
  • Als Trennungsalgorithmus kann vorzugsweise ein Schicht-GRAPPA-Algorithmus verwendet werden, wie er in den eingangs zitierten Artikeln von K. Setsompop genau beschrieben wird. Die Aufnahme der Magnetresonanzdaten und/oder der Kalibrierungsdaten kann zweckmäßig mittels einer EPI-Sequenz (Echoplanarbildgebung) oder mit einer TSE-Sequenz (Turbo-Spin-Echo) oder einer GRE-Sequenz (Gradientenecho) oder einer SE-Sequenz (Spin-Echo) erfolgen.
  • Wie bereits erwähnt wurde und im Weiteren noch genauer dargelegt werden wird, bietet sich das Verfahren insbesondere für die Anwendung bei SMS-EPI-Diffusionsmessungen an. Das Verfahren ist jedoch nicht hierauf limitiert, sondern kann auch in anderen Anwendungsfällen vorteilhaft eingesetzt werden. Ein Beispiel hierfür sind SMS-TSE-Messungen, bei denen häufig auch eine wiederholte Aufnahme der Schichten erfolgt, insbesondere auch zur Aufnahme unterschiedlicher k-Raumbereiche/k-Raumzeilen. Hierbei ergänzen sich die unterschiedlichen Aufnahmen zu einer weitergehenden Abdeckung des k-Raums. Der k-Raum kann so beispielsweise schrittweise aufgefüllt werden. Weitere derartige Beispiele mit nützlicher Anwendung des Verfahrens sind die SMS-GRE, also die Gradientenechobildgebung, und die SMS-SE, die normalen Spinechobildgebung.
  • Gerade im letztgenannten Kontext sieht eine zweckmäßige Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vor, dass bei einer Aufnahme der Kalibrierungsdaten und der Magnetresonanzdaten mit einer TSE-Sequenz, bei der eine wenigstens teilweise unterabgetastete Aufnahme erfolgt, wenigstens ein Teil der Kalibrierungsdaten zur Ergänzung hinsichtlich durch die Magnetresonanzdaten nicht abgetasteter Anteile des k-Raums in die Rekonstruktion eingehen. In diesem Kontext ist auch ein nur teilweiser Eingang der Kalibrierungsdaten in die Rekonstruktion möglich, wenn nur in bestimmten Bereichen eine Ergänzung erforderlich ist. Wenn im Referenzscan nur bestimmte k-Raumlinien aufgenommen wurden, sind diese Kalibrierungsdaten dennoch nützlich zur Verbesserung der schlussendlichen Rekonstruktion. In einem konkreten Anwendungsfall kann vorgesehen sein, dass im Rahmen des Referenzscans das k-Raumzentrum vollständig abgetastet für alle Schichten aufgenommen wird, wobei die äußeren Teile des k-Raums als Magnetresonanzdaten in späteren Aufnahmevorgängen aufgenommen werden. Die entsprechenden k-Raumdaten des Referenzscans, die als Teil des SMS-TSE-Scans aufgenommen wurden, können mithin in die Rekonstruktionskette einfließen und die k-Raumabdeckung ergänzen. Dies ist auch auf SMS-GRE und SMS-SE anwendbar.
  • Ein besonders vorteilhaftes Anwendungsgebiet der Erfindung ist, wie bereits dargelegt wurde, die Diffusionsbildgebung, so dass eine Weiterbildung des Verfahrens vorsieht, dass als Magnetresonanzbilddatensatz ein Diffusionsbilddatensatz ermittelt wird, wobei das Zielgebiet mehrmals aufgenommen wird und eine statistische Kombination, insbesondere Mittelung, der Magnetresonanzdaten der verschiedenen Aufnahmevorgänge des Zielgebiets, umfassend den Aufnahmevorgang des Kalibrierungsdatensatzes, erfolgt. Üblicherweise werden in der Diffusionsbildgebung (vgl. hierzu auch den eingangs genannten Artikel von K. Setsompop in NeuroImage) Kalibrierungsdaten im Referenzscan für b = 0 unter denselben Bildgebungsbedingungen, mithin unter Nutzung derselben Aufnahmeparameter, dort allerdings für alle Schichten einzeln, aufgenommen. Weitere b = 0 – Aufnahmevorgänge erfolgen dann durch SMS-Bildgebung, beispielsweise dreifach beschleunigt, so dass durch Einbeziehung der b = 0 – Kalibrierungsdaten eine Verbesserung des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses erreicht werden kann, ohne dass die Bildauflösung bzw. diagnostische Qualität kompromittiert würde. Dies gilt schließlich auch für unter Nutzung des b = 0 – Magnetresonanzbilddatensatzes ermittelte ADC-Daten. (b bezeichnet dabei auch in dieser Beschreibung den sogenannten b-Wert, welcher die Gradiententerme in Abhängigkeit der Aufnahmeparameter zusammenfasst. ADC bezeichnet den „apparent diffusion coefficient“, also den scheinbaren Diffusionskoeffizienten, womit ausgedrückt werden soll, dass der Diffusionsprozess in Geweben nicht frei ist, sondern durch verschiedene Mechanismen behindert und moduliert wird und dass auch andere Effekte in die Signalschwächung/Bildwerte eingehen.)
  • Zweckmäßig ist es zur sinnvollen Verwendung des Kalibrierungsdatensatzes ferner, wenn bei Verwendung wenigstens eines Präparationspulses zur Aufnahme der Magnetresonanzdaten der wenigstens eine Präparationspuls auch vor der Aufnahme des Kalibrierungsdatensatzes verwendet wird. Auf diese Weise ist über die konkreten Aufnahmeparameter hinaus die Vergleichbarkeit der Kalibrierungsdaten mit den Magnetresonanzdaten sichergestellt.
  • Wie bereits erwähnt wurde, kann der Kalibrierungsdatensatz auch unterabgetastet aufgenommen werden. Es ist zudem denkbar, dass der Kalibrierungsdatensatz mit geringerer räumlicher Auflösung aufgenommen wird. Auch dann, wenn die Kalibrierungsdaten nur bestimmte k-Raumlinien abbilden und/oder in niedriger Auflösung aufgenommen wurden, können diese Kalibrierungsdaten noch immer verwendet werden, um die finale Rekonstruktion zu verbessern.
  • Neben dem Verfahren betrifft die Erfindung auch eine Magnetresonanzeinrichtung, aufweisend eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildete Steuereinrichtung. Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich analog auf die erfindungsgemäße Magnetresonanzeinrichtung übertragen, mit welcher mithin auch die bereits genannten Vorteile erhalten werden können. Insbesondere kann die Steuereinrichtung neben einer Aufnahmeeinheit, die die Aufnahme von Magnetresonanzdaten und Kalibrierungsdaten steuert, eine Trennungseinheit zur Anwendung des Trennungsalgorithmus und eine Rekonstruktionseinheit zur Rekonstruktion des Magnetresonanzbilddatensatzes aufweisen, welche dazu ausgebildet ist, bei der Rekonstruktion des Magnetresonanzbilddatensatzes zusätzlich wenigstens einen Teil des Referenzdatensatzes zu verwenden.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogramm, welches die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchführt, wenn es auf einer Recheneinrichtung ausgeführt wird. Bei der Recheneinrichtung kann es sich dabei um die erwähnte Steuereinrichtung der erfindungsgemäßen Magnetresonanzeinrichtung handeln. Das Computerprogramm kann auf einem elektronisch lesbaren Datenträger gespeichert sein, wobei es sich bevorzugt um einen nichttransienten Datenträger, beispielsweise eine CD-ROM handelt. Auch für das Computerprogramm und den elektronisch lesbaren Datenträger gelten die bisherigen Ausführungen fort.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
  • 1 einen Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens und
  • 2 eine erfindungsgemäße Magnetresonanzeinrichtung.
  • 1 zeigt einen Ablaufplan eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dabei soll vorliegend Diffusionsbildgebung für das Gehirn eines Patienten als Zielgebiet betrieben werden. Allgemein gesagt werden bei einer derartigen Diffusionsbildgebung für verschiedene b-Werte, insbesondere auch für b = 0, wiederholt Schichten eines Schichtstapels vermessen. Zur Erzeugung von Magnetresonanzbilddatensätzen können die so aufgenommenen Magnetresonanzdaten für verschiedene b-Werte statistisch kombiniert, insbesondere gemittelt werden; aus den so ermittelten Magnetresonanzbilddatensätzen lässt sich beispielsweise eine ADC-Karte bestimmen.
  • Durch die wiederholten Aufnahmevorgänge des Zielgebiets dauert die Messung relativ lange, so dass im hier dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen ist, eine Beschleunigung durch parallele Bildgebung dahingehend zu erreichen, dass mehrere Schichten des Schichtstapels gleichzeitig zu einem Mehrschichtdatensatz aufgenommen werden, beispielsweise zwei oder drei Schichten. Es wird mithin SMS-Bildgebung verwendet, wobei vorliegend EPI-Sequenzen eingesetzt werden. Um die Magnetresonanzdaten für die einzelnen Schichten aus dem Mehrschichtdatensatz ableiten zu können, wird ein Schicht-GRAPPA-Algorithmus verwendet, der auf in einem Referenzscan (Kalibrierungsscan) ermittelten Entfaltungskernen beruht.
  • Mithin wird in einem Schritt S1 des Verfahrens der Referenzscan durchgeführt, in Rahmen dessen jede Schicht unter Nutzung von Aufnahmeparametern, wie sie später auch für die Mehrschichtdatensätze verwendet werden, vermessen wird, um einen Kalibrierungsdatensatz zu erhalten. Dies geschieht üblicherweise bei b = 0, nachdem die im Folgenden in einem Schritt S2 ermittelten Entfaltungs-Kernels des Schicht-GRAPPA-Algorithmus auch für andere Werte des b-Faktors eingesetzt werden können. Die Aufnahmeparameter zur Aufnahme der Kalibrierungsdaten entsprechen vorliegend wenigstens hinsichtlich der Schichtdefinition, der Ortsauflösung, des Kontrasts und der Echozeit den später zur Aufnahme der Magnetresonanzdaten im SMS-EPI-Verfahren verwendeten Aufnahmeparametern; sollen Präparationspulse verwendet werden, werden diese auch im Referenzscan eingesetzt.
  • Der Kalibrierungsdatensatz wird nach der Ermittlung der Entfaltungskerne im Schritt S2 jedoch nicht verworfen, sondern in einer Speichereinrichtung der Steuereinrichtung der verwendeten Magnetresonanzeinrichtung abgespeichert.
  • In einem Schritt S3 beginnt dann die Aufnahme von Magnetresonanzdaten, wobei, wie erwähnt, SMS-EPI-Scans durchgeführt werden, um Mehrschichtdatensätze zu erhalten. Hierbei werden mehrere Schichten gleichzeitig angeregt und im Folgenden vermessen, wobei bevorzugt während des Echozuges ein „blipped-CAIPIRINHA“-Verfahren angewendet wird, um den auf den Geometriefaktor (g-Faktor) bezogenen Signal-zu-Rausch-Verhältnisverlust zu minimieren. In einem Schritt S4 wird dann der Schicht-GRAPPA-Algorithmus angewandt, um die Magnetresonanzdaten den einzelnen Schichten, die für den Mehrschicht-Scan angeregt wurden, zuzuordnen.
  • Es kann zweckmäßig sein, weitere Beschleunigungsmöglichkeiten einzusetzen, beispielsweise eine In-Plane-Beschleunigung durch Weglassen einzelner k-Raumzeilen und dergleichen. In einem derartigen Fall können die fehlenden k-Raumzeilen in einem weiteren Bearbeitungsschritt durch den bekannten, konventionellen In-Plane-GRAPPA-Algorithmus ermittelt werden.
  • In einem Schritt S5 wird überprüft, ob noch weitere Aufnahmevorgänge anstehen; ist dies der Fall, erfolgen diese entsprechend.
  • Nachdem alle Aufnahmevorgänge (oder zumindest alle Aufnahmevorgänge bezüglich eines bestimmten b-Faktors) abgeschlossen wurden, erfolgt in einem Schritt S6 die Rekonstruktion des entsprechenden Magnetreferenzbilddatensatzes, wobei, wie durch den Pfeil 1 angedeutet, auch der Kalibrierungsdatensatz verwendet wird. Das bedeutet, dass in den entstehenden Magnetresonanzbilddatensatz wenigstens zum Teil auch Kalibrierungsdaten in der Rekonstruktion Eingang gefunden haben. Vorliegend geht der Kalibrierungsdatensatz des Schrittes S1, der im Referenzscan aufgenommen wurde, wenigstens gleichgewichtet in die Mittelung für einen b = 0 – Magnetresonanzbilddatensatz ein, wobei auch vorgesehen sein kann, aufgrund der besondere Qualität, nachdem ja keine Schichtbeschleunigung vorliegt, den Kalibrierungsdatensatz leicht stärker zu gewichten. Es sei darauf hingewiesen, dass auch Ausführungsbeispiele denkbar sind, in denen aufgrund der Kenntnis der hervorragenden Verwendbarkeit des Kalibrierungsdatensatzes ein Aufnahmevorgang für b = 0 – Magnetresonanzdaten weggelassen wird, um somit die Messzeit weiter zu verkürzen. Dennoch liegt im Bereich der Diffusionsbildgebung eine Verbesserung des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses bzw. allgemein der Bildqualität vor, da die Aufnahmeparameter des Referenzscans denen der Mehrschichtscans entsprechen, aber keine Schichtbeschleunigung vorliegt.
  • In einem Schritt S7 können dann weitere Verarbeitungsschritte erfolgen, beispielsweise spurgewichtete Bilder, ADC-Karten und dergleichen ermittelt werden.
  • Abseits der Diffusionsbildgebung lassen sich Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens ebenso einsetzen, beispielsweise bei der SMS-TSE-Bildgebung, wobei beispielsweise k-Raumanteile des Kalibrierungsdatensatzes ergänzend verwendet werden können. Zudem finden sich nützliche Anwendungsgebiete in der SMS-GRE und der SMS-SE. Allgemein sei angemerkt, dass auch eine Unterabtastung bei der Aufnahme des Kalibrierungsdatensatzes bzw. eine geringere Ortsauflösung bei der Aufnahme des Kalibrierungsdatensatzes die Anwendung des beschriebenen Verfahrens nicht ausschließen, sondern auch solche Kalibrierungsdaten zu einer Verbesserung des schließlich entstehenden Magnetresonanzbilddatensatzes beitragen können, wenn sie bei der Rekonstruktion berücksichtigt werden.
  • 2 zeigt schließlich eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Magnetresonanzeinrichtung 2, die, wie grundsätzlich bekannt, eine Hauptmagneteinheit 3 mit einer durch sie definierten Patientenaufnahme 4 umfasst, in die ein Patient mittels einer hier nicht näher gezeigten Patientenliege zur Aufnahme von Magnetresonanzdaten eingefahren werden kann. Der Betrieb der Magnetresonanzeinrichtung 2 wird durch eine Steuereinrichtung 5 gesteuert. Insbesondere kann die Steuereinrichtung 5 hierzu eine Aufnahmeeinheit zur Steuerung des Aufnahmebetriebs, eine Trennungseinheit zur Zuordnung von Magnetresonanzdaten zu Schichten bei der SMS-Bildgebung und eine Rekonstruktionseinheit enthalten, wobei die Rekonstruktionseinheit zur Verwendung auch wenigstens eines Teils der Kalibrierungsdaten bei der Rekonstruktion von Magnetresonanzbilddatensätzen ausgebildet ist.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Artikel von Kawin Setsompop et. al. „Blipped-Controlled Aliasing in Parallel Imaging for Simultaneous Multislice Echo Planar Imaging with Reduced g-Factor Penalty“, Magnetic Resonance in Medicine 67: 1210–1224 (2012) [0002]
    • Artikel von K. Setsompop et. al., „Improving diffusion MRI using simultaneous multi-slice echo planar imaging“, NeuroImage 63: 569–580 (2012) [0002]
    • Artikel von K. Setsompop in NeuroImage [0013]

Claims (10)

  1. Verfahren zur Erzeugung eines Magnetresonanzbilddatensatzes eines aufzunehmenden Zielgebiets mit einer Magnetresonanzeinrichtung (1), wobei Magnetresonanzdaten für eine erste Anzahl an Schichten aufgenommen werden und die Aufnahme von Magnetresonanzdaten für eine zweite Anzahl, die kleiner als die erste oder gleich der ersten Anzahl ist, an unterschiedlichen Schichten gleichzeitig erfolgt, wobei ein Trennungsalgorithmus der parallelen Bildgebung zur Ermittlung von einzelnen Schichten zugeordneten Magnetresonanzdaten aus einem bei der gleichzeitigen Aufnahme mehrerer Schichten entstandenen Mehrschichtdatensatz verwendet wird, welcher Trennungsalgorithmus aus einem in einem Referenzscan aufgenommenen Kalibrierungsdatensatz des Zielgebiets ermittelte Eingangsparameter verwendet, wonach die Rekonstruktion des Magnetresonanzbilddatensatzes aus den einzelnen Schichten zugeordneten Magnetresonanzdaten erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass zur Rekonstruktion des Magnetresonanzbilddatensatzes zusätzlich wenigstens ein Teil des Kalibrierungsdatensatzes verwendet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme des Kalibrierungsdatensatzes wenigstens teilweise, insbesondere wenigstens hinsichtlich der Schichtdefinition und/oder der Ortsauflösung und/oder des Kontrasts und/oder der Echozeit, dieselben Aufnahmeparameter verwendet werden wie zur Aufnahme der Magnetresonanzdaten.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Trennungsalgorithmus ein Schicht-GRAPPA-Algorithmus verwendet wird und/oder die Aufnahme der Magnetresonanzdaten und/oder der Kalibrierungsdaten mittels einer EPI-Sequenz oder einer TSE-Sequenz oder einer GRE-Sequenz oder einer SE-Sequenz erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Aufnahme der Kalibrierungsdaten und der Magnetresonanzdaten mit einer TSE-Sequenz oder einer GRE-Sequenz oder einer SE-Sequenz, bei der eine wenigstens teilweise unterabgetastete Aufnahme erfolgt, wenigstens ein Teil der Kalibrierungsdaten zur Ergänzung hinsichtlich durch die Magnetresonanzdaten nicht abgetasteter Anteile des k-Raums in die Rekonstruktion eingehen.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Magnetresonanzbilddatensatz ein Diffusionsbilddatensatz ermittelt wird, wobei das Zielgebiet mehrmals aufgenommen wird und eine statistische Kombination, insbesondere Mittelung, der Magnetresonanzdaten der verschiedenen Aufnahmevorgänge des Zielgebiets, umfassend den Aufnahmevorgang des Kalibrierungsdatensatzes, erfolgt.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung wenigstens eines Präparationspulses zur Aufnahme der Magnetresonanzdaten der wenigstens eine Präparationspuls auch vor der Aufnahme des Kalibrierungsdatensatzes verwendet wird.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kalibrierungsdatensatz unterabgetastet aufgenommen wird.
  8. Magnetresonanzeinrichtung (1), aufweisend eine zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildete Steuereinrichtung (5).
  9. Computerprogramm, welches die Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchführt, wenn es auf einer Recheneinrichtung ausgeführt wird.
  10. Elektronisch lesbarer Datenträger, auf dem ein Computerprogramm gemäß Anspruch 9 gespeichert ist.
DE102016203838.9A 2016-03-09 2016-03-09 Verfahren zur Erzeugung eines Magnetresonanzbilddatensatzes, Magnetresonanzeinrichtung, Computerprogramm und Datenträger Pending DE102016203838A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016203838.9A DE102016203838A1 (de) 2016-03-09 2016-03-09 Verfahren zur Erzeugung eines Magnetresonanzbilddatensatzes, Magnetresonanzeinrichtung, Computerprogramm und Datenträger
US15/454,186 US10324150B2 (en) 2016-03-09 2017-03-09 Method and apparatus for generating a magnetic resonance image data set

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016203838.9A DE102016203838A1 (de) 2016-03-09 2016-03-09 Verfahren zur Erzeugung eines Magnetresonanzbilddatensatzes, Magnetresonanzeinrichtung, Computerprogramm und Datenträger

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102016203838A1 true DE102016203838A1 (de) 2017-09-14

Family

ID=59700526

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016203838.9A Pending DE102016203838A1 (de) 2016-03-09 2016-03-09 Verfahren zur Erzeugung eines Magnetresonanzbilddatensatzes, Magnetresonanzeinrichtung, Computerprogramm und Datenträger

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10324150B2 (de)
DE (1) DE102016203838A1 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3441781A1 (de) * 2017-08-11 2019-02-13 Siemens Healthcare GmbH Beschleunigte magnetresonanz-messung
DE102018216362B3 (de) * 2018-09-25 2019-12-24 Siemens Healthcare Gmbh Verfahren und System zum Bereinigen eines Magnetresonanz-Messdatensatzes, Computerprogramm und computerlesbares Speichermedium
DE102020212368A1 (de) * 2020-09-30 2022-03-31 Siemens Healthcare Gmbh Ermittlung von Kalibrierungsdaten für eine Rekonstruktion von Bilddaten aus mittels einer Magnetresonanzanlage aufgenommenen Messdaten
JP7510840B2 (ja) * 2020-10-20 2024-07-04 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 情報処理装置、情報処理方法、および情報処理プログラム

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011106649A1 (en) * 2010-02-25 2011-09-01 Mcw Research Foundation, Inc. Method for simultaneous multi-slice magnetic resonance imaging using single and multiple channel receiver coils
US9726742B2 (en) * 2013-02-01 2017-08-08 Regents Of The University Of Minnesota System and method for iteratively calibrated reconstruction kernel for accelerated magnetic resonance imaging
DE102014204448B4 (de) 2014-03-11 2015-11-26 Siemens Aktiengesellschaft Erstellung wenigstens zweier MR-Bilddatensätze mittels Multiband-Anregung
DE102015207591B4 (de) 2015-04-24 2024-09-12 Siemens Healthineers Ag Verfahren zu einer Bewegungskorrektur von Magnetresonanz-Messdaten
DE102015207590A1 (de) 2015-04-24 2016-10-27 Siemens Healthcare Gmbh Verfahren zu einer Bewegungskompensation während einer Magnetresonanz-Bildgebung
US10209336B2 (en) * 2015-09-14 2019-02-19 Siemens Healthcare Gmbh Method and magnetic resonance apparatus for the acquisition of calibration data using simultaneous echo refocusing
DE102016200603B4 (de) * 2016-01-19 2018-02-01 Siemens Healthcare Gmbh Mehrschicht gradientenecho magnetresonanz-bildgebung
US10209337B2 (en) * 2016-04-27 2019-02-19 Siemens Healthcare Gmbh Simultaneous multi-slice multi-echo turbo spin echo (TSE) imaging

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Artikel von K. Setsompop et. al., „Improving diffusion MRI using simultaneous multi-slice echo planar imaging", NeuroImage 63: 569–580 (2012)
Artikel von K. Setsompop in NeuroImage
Artikel von Kawin Setsompop et. al. „Blipped-Controlled Aliasing in Parallel Imaging for Simultaneous Multislice Echo Planar Imaging with Reduced g-Factor Penalty", Magnetic Resonance in Medicine 67: 1210–1224 (2012)

Also Published As

Publication number Publication date
US20170261582A1 (en) 2017-09-14
US10324150B2 (en) 2019-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69936149T2 (de) Kontrastgeführte rekonstruktion in der kontrast-verstärkten magnetresonanzangiographie
DE19532901B4 (de) Verfahren und Gerät zum Abbilden physiologischer Funktionsinformation mit kernmagnetischer Resonanz (NMR)
DE102013219120B3 (de) Ermittlung von schichtspezifischen Zusatzdaten bei der Aufnahme von Magnetresonanzdaten für mehrere, simultan aufzunehmende Schichten
DE102014202358A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines Magnetresonanzbildgebungssystems
DE102014206395B4 (de) Aufnahme und iterative Rekonstruktion einer Parameterkarte eines Zielbereichs
DE102011083406B4 (de) Verfahren zur Auswahl eines Unterabtastungsschemas für eine MR-Bildgebung, Verfahren zur Magnetresonanz-Bildgebung und Magnetresonanzanlage
DE102013213591B4 (de) Ermittlung einer B0-Feldkarte mittels Anregungen mit unterschiedlichen Anregungsfeldern
DE102016219052B3 (de) Verbesserte Ergänzung mehrerer mittels paralleler Akquisitionstechnik aufgenommener Magnetresonanzdatensätze
DE102016213042A1 (de) Verfahren zur Aufnahme von Kalibrierungsdaten für GRAPPA-Algorithmen
DE102018218471B3 (de) Verfahren zur Magnetresonanzbildgebung mit Zusatzgradientenpulsen, Magnetresonanzeinrichtung, Computerprogramm und elektronisch lesbarer Datenträger
EP3598159B1 (de) Verfahren zur aufnahme eines magnetresonanzdatensatzes, magnetresonanzeinrichtung, computerprogramm und elektronisch lesbarer datenträger
DE102015218852A1 (de) Verbessertes Verfahren zur Akquisition von Messdaten bei gleichzeitiger Manipulation räumlich getrennter Subvolumina
DE102017201883B4 (de) Gewichtungsmatrix zur Reduzierung von Artefakten bei paralleler Bildgebung
DE102013213592A1 (de) Verfahren zur Ermittlung einer B1-Phasenkarte und Magnetresonanzeinrichtung
DE102016203838A1 (de) Verfahren zur Erzeugung eines Magnetresonanzbilddatensatzes, Magnetresonanzeinrichtung, Computerprogramm und Datenträger
EP3001212A1 (de) Verfahren und magnetresonanzanlage zur rekonstruktion eines mr-bildes unter berücksichtigung der chemischen verschiebung
DE102016207641A1 (de) Parallele Magnetresonanz-Akquisitionstechnik
DE102014206917B3 (de) Reduzierung von Artefakten in MR-Bildern aufgrund von Suszeptibilitätssprüngen durch Ersetzen von Rohdaten aus Messungen mit einer zusätzlichen Dephasierung der Spins
DE102016200629A1 (de) Verfahren zur Magnetresonanz-Bildgebung
DE4137217A1 (de) Verfahren der kernspin-tomographie
EP3333584B1 (de) Optimierung der gleichzeitigen erfassung von mr-daten in mehreren volumenelementen oder schichten
DE19616387C2 (de) Pulssequenz für ein Kernspintomographiegerät zur Untersuchung von Gewebe mit verschiedenen T2-Zeiten, sowie Kernspintomographiegerät
EP3537166B1 (de) Verfahren zur aufnahme von magnetresonanzdaten mit einer magnetresonanzeinrichtung, magnetresonanzeinrichtung, computerprogramm und elektronisch lesbarer datenträger
DE102014203067A1 (de) Verfahren zur Aufnahme von Magnetresonanzdaten eines Untersuchungsobjekts und Magnetresonanzeinrichtung
DE102014200562B4 (de) MRI-Sequenz mit einer Anzahl von schichtselektiven Inversionspulsen zur Präparation der Magnetisierung sowie einer hierzu disjunkten Anzahl von Sättigungspulsen

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SIEMENS HEALTHINEERS AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS HEALTHCARE GMBH, MUENCHEN, DE